JP2011211001A - Magnetization coil and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸方向にN極およびS極が交互に多極磁化された円柱状ボンド磁石を着磁するための着磁コイルおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a magnetizing coil for magnetizing a cylindrical bonded magnet in which N poles and S poles are alternately multipolar magnetized in the axial direction, and a method of manufacturing the same.
食品から鉄粉を除去するための異物除去装置やシャフトモータの固定子や可動子として用いられる磁石として、軸方向にN極とS極が交互に多極磁化された円柱状ボンド磁石がある。このような円柱状ボンド磁石を着磁するためには、例えば、特許文献1に開示されるように、金属細線を正方向と逆方向とに交互に巻回させてなるコイルにて構成された着磁コイルが必要とされてきた。 As a foreign substance removing device for removing iron powder from food and a magnet used as a stator or mover of a shaft motor, there is a cylindrical bonded magnet in which N poles and S poles are alternately magnetized in the axial direction. In order to magnetize such a cylindrical bonded magnet, for example, as disclosed in Patent Document 1, it is composed of a coil formed by alternately winding thin metal wires in the forward direction and the reverse direction. A magnetized coil has been needed.
このような着磁コイルの製造方法としては、例えば、図2に示されるように、予め巻回された複数のコイル102をベークライトのような絶縁性材料からなる中空芯104に通して、正方向に巻回させたコイルと逆方向に巻回させたコイルとを交互に並置する。それらのコイルとコイルの間にベークライトを材料とする絶縁性の隔壁103を挟んだ後に、それぞれのコイルの両端を一極ずつ電気的に接続して着磁コイルとする方法がある。
As a method for manufacturing such a magnetized coil, for example, as shown in FIG. 2, a plurality of
しかしながら、図2のように着磁コイルを作製する場合、金属細線を複数回巻く際に、金属細線同士が重なったり、金属細線同士の間隔がばらついたりすることにより、金属細線と他の金属細線との位置に微小なズレが生じてしまう。特に、円柱状ボンド磁石の軸方向に対応する方向のズレは、着磁の際に円柱状ボンド磁石の磁極ズレの原因となってしまう。この磁極ズレは、円柱状ボンド磁石がシャフトモータに使われる場合に位置決め精度が低下する要因となる。そのため、円柱状ボンド磁石は、その軸方向に、着磁後においても着磁前と同じ所定の間隔で正確に磁極が並んでいる必要がある。 However, when producing a magnetized coil as shown in FIG. 2, when winding a thin metal wire a plurality of times, the fine metal wires overlap each other or the distance between the fine metal wires varies, so that the fine metal wire and another fine metal wire A slight misalignment occurs in the position. In particular, a deviation in the direction corresponding to the axial direction of the cylindrical bond magnet causes a magnetic pole deviation of the cylindrical bond magnet during magnetization. This magnetic pole deviation becomes a factor that the positioning accuracy is lowered when a cylindrical bonded magnet is used in a shaft motor. For this reason, the cylindrical bonded magnet needs to have magnetic poles accurately aligned in the axial direction at the same predetermined interval as before magnetization even after magnetization.
そこで、本発明は、このような課題を解決するものであり、着磁による磁極のズレを防ぎ、かつ、簡単に作製できる円柱状ボンド磁石用の着磁コイルを提供することにある。 Therefore, the present invention is to solve such problems, and to provide a magnetized coil for a cylindrical bonded magnet that can prevent magnetic pole displacement due to magnetization and can be easily manufactured.
以上の目的を達成するために本発明に係る着磁コイルは、軸方向にN極とS極が交互に多極磁化された円柱状ボンド磁石を着磁するための着磁コイルにおいて、上記着磁コイルは、周縁部から中心部にかけて欠損された切り欠き部を有する複数の金属板と、その金属板の間に介在される絶縁性の板材とが、交互に着磁すべき円柱状ボンド磁石の磁極間の距離により決定される幅で重ねられた積層体からなり、上記金属板の切り欠き部の上端が、それぞれ上記絶縁性の板材を介して隣り合う別の金属板の切り欠き部の上端に電気的に接続されており、上記金属板および絶縁性の板材は、それぞれの中心部に、上記円柱状ボンド磁石が挿入できる大きさの貫通孔を有し、その貫通孔の一部が上記切り欠き部に接続されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a magnetizing coil according to the present invention is a magnetizing coil for magnetizing a cylindrical bonded magnet in which N poles and S poles are alternately magnetized in the axial direction. The magnetic coil is a magnetic pole of a cylindrical bond magnet in which a plurality of metal plates having notches cut out from the peripheral portion to the center portion and an insulating plate material interposed between the metal plates are to be alternately magnetized. The upper end of the notch portion of the metal plate is located at the upper end of the notch portion of another metal plate adjacent to each other through the insulating plate material. The metal plate and the insulating plate material are electrically connected, and have a through hole of a size that allows the cylindrical bonded magnet to be inserted at the center of each of the metal plate and the insulating plate member, and a part of the through hole is cut. It is connected to the notch.
上記金属板は、上記貫通孔の内壁面が上記円柱状ボンド磁石の側面と接することが好ましい。 In the metal plate, the inner wall surface of the through hole is preferably in contact with the side surface of the cylindrical bond magnet.
上記円柱状ボンド磁石は、絶縁性を有することが好ましい。上記円柱状ボンド磁石は、SmFeN系の磁性材料により構成されることが好ましい。 The cylindrical bonded magnet preferably has an insulating property. The cylindrical bonded magnet is preferably made of an SmFeN-based magnetic material.
本発明に係る着磁コイルの製造方法は、上記着磁コイルの製造方法であって、複数の金属板と、それらの金属板の間に介在される絶縁性の板材とを重ねて積層体を形成する第一の工程と、上記積層体の側面の一部から上記積層体の中心部まで切削することにより、上記金属板および絶縁性の板材に切り欠き部を形成する第二の工程と、上記切り欠き部に絶縁性部材を配置する第三の工程と、上記金属板の切り欠き部の上端を、それぞれ上記絶縁性の板材を介して隣り合う別の金属板の切り欠き部の上端に電気的に接続する第四の工程と、上記積層体を、その両端が突出するように支持体に固定した後、上記円柱状ボンド磁石を挿入する貫通孔を、その内壁の一部が上記切り欠き部に接続するように、上記積層体の軸方向に沿った中心部に形成する第五の工程と、を有することを特徴とする。 The magnetizing coil manufacturing method according to the present invention is a magnetizing coil manufacturing method described above, in which a plurality of metal plates and an insulating plate material interposed between the metal plates are stacked to form a laminate. A first step, a second step of forming a notch in the metal plate and the insulating plate by cutting from a part of the side surface of the laminate to the center of the laminate, and the cut A third step of disposing an insulating member in the notch and an upper end of the notch of the metal plate electrically connected to an upper end of the notch of another metal plate adjacent to each other through the insulating plate. A fourth step of connecting to the support, and fixing the laminate to the support so that both ends thereof protrude, and then inserting a through hole into which the cylindrical bond magnet is inserted. Connected to the center of the laminate along the axial direction A fifth step that is characterized by having a.
上記第三の工程は、絶縁性の板材を上記切り欠き部に挿入する工程を含むことが好ましい。 The third step preferably includes a step of inserting an insulating plate material into the notch.
上記第四の工程は、半田または導電性ワイヤにより電気的に接続する工程を含むことが好ましい。 The fourth step preferably includes a step of electrically connecting with solder or a conductive wire.
本発明の着磁コイルは、一定の厚さの金属板を用いているので、金属細線からなるコイルよりも着磁による磁極のズレが低減されるので、優れた位置精度で着磁することができる。 Since the magnetized coil of the present invention uses a metal plate having a constant thickness, the magnetic pole shift due to magnetization is reduced as compared with a coil made of a thin metal wire, so that it can be magnetized with excellent positional accuracy. it can.
また、本発明の着磁コイルの製造方法は、金属細線からなるコイルの代わりに金属板にてコイルを構成しているため、コイルを形成する際に金属細線を巻く手間がかからない。よって、本発明は、金属細線を巻く作業が不要であるため、着磁コイルの製造がより容易である。 In the method for manufacturing a magnetized coil according to the present invention, since the coil is formed of a metal plate instead of the coil made of the thin metal wire, it does not take time to wind the fine metal wire when forming the coil. Therefore, the present invention does not require the work of winding a fine metal wire, and therefore it is easier to manufacture a magnetized coil.
また、本発明の着磁コイルは、金属板に設けられた磁石挿入孔の内壁面と円柱状ボンド磁石の側面が絶縁材料を介さない状態で接することができる。これにより、電流が流れる部分と円柱状ボンド磁石が非常に近くなる。よって、強い着磁磁場を円柱状ボンド磁石に与えることができるため、着磁後の磁石の表面磁束密度を向上させることができる。 Moreover, the magnetized coil of this invention can contact | connect the inner wall surface of the magnet insertion hole provided in the metal plate, and the side surface of a cylindrical bond magnet in the state which does not interpose an insulating material. Thereby, the part through which the current flows and the cylindrical bonded magnet are very close. Therefore, since a strong magnetizing magnetic field can be applied to the columnar bonded magnet, the surface magnetic flux density of the magnet after magnetization can be improved.
本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための着磁コイルおよびその製造方法を例示するものであって、本発明は、着磁コイルおよびその製造方法を以下に限定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the form shown below illustrates the magnetized coil and its manufacturing method for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention limits the magnetized coil and its manufacturing method to the following. It is not a thing.
また、本明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。 Further, the present specification by no means specifies the member shown in the claims as the member of the embodiment. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to the description unless otherwise specified. It's just an example. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Further, in the following description, the same name and reference sign indicate the same or the same members, and detailed description will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.
軸方向にN極およびS極が交互に多極磁化された円柱状ボンド磁石を着磁するための着磁コイルにおいて、着磁による磁極のズレを防ぎ、かつ、簡単に作製できる円柱状ボンド磁石用の着磁コイルを提供するべく、本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、通常の着磁コイルで金属細線を巻回してなるコイルの代わりに金属板を使用すればよいことに着目し、本発明を完成するに至った。 In a magnetized coil for magnetizing a cylindrical bonded magnet in which N poles and S poles are alternately magnetized in the axial direction, a cylindrical bonded magnet that can be easily manufactured while preventing magnetic pole displacement due to magnetization. In order to provide a magnetized coil for use, the present inventor has intensively studied, and as a result, paid attention to the fact that a metal plate may be used instead of a coil formed by winding a thin metal wire with a normal magnetized coil. The present invention has been completed.
すなわち、本発明は、中心部から周縁部にかけて切り欠きを有する複数の金属板と、それらの金属板を隔てる絶縁性の板材とを、円柱状ボンド磁石の磁極距離により決められた幅に合うように交互に重ねた積層体により構成されており、金属板の切り欠き部の上端をそれぞれ隣の金属板の切り欠き部の上端に電気的に接続させた構成となっている。さらに、本発明は、積層体の軸方向に沿った中心部に円柱状ボンド磁石を挿入できる貫通孔(磁石挿入孔)を有することを特徴とする円柱状ボンド磁石を着磁するための着磁コイルである。 That is, according to the present invention, a plurality of metal plates having notches from the center portion to the peripheral portion and the insulating plate material separating the metal plates are matched to the width determined by the magnetic pole distance of the cylindrical bond magnet. The upper end of the notch portion of the metal plate is electrically connected to the upper end of the notch portion of the adjacent metal plate, respectively. Furthermore, the present invention has a through-hole (magnet insertion hole) into which a cylindrical bonded magnet can be inserted in the central portion along the axial direction of the laminated body. It is a coil.
本発明の着磁コイルを構成する金属板は、その中心部に設けられた磁石挿入用の貫通孔の内壁面が、着磁すべき円柱状ボンド磁石の側面と接することが好ましい。これにより、金属板により形成される磁場が円柱状ボンド磁石の側面に直接に印加されることができるので、高い磁力で円柱状ボンド磁石を着磁させることができる。従来のように、金属細線を巻回して形成したコイルでは、金属細線の表面をコーティングする絶縁性材料が存在した。そのため、金属細線を直接に円柱状ボンド磁石の側面に接触させることができなかった。また、金属細線の表面をコーティングする絶縁性材料を除去する作業が煩雑であった。しかし、本発明の金属板によると、絶縁性材料によるコーティングが存在しないので、金属板の貫通孔の内壁面と円柱状ボンド磁石の側面とを直接に接触させることができる。 In the metal plate constituting the magnetized coil of the present invention, it is preferable that the inner wall surface of the through hole for inserting a magnet provided at the center thereof is in contact with the side surface of the columnar bonded magnet to be magnetized. Thereby, since the magnetic field formed by the metal plate can be directly applied to the side surface of the cylindrical bond magnet, the cylindrical bond magnet can be magnetized with a high magnetic force. Conventionally, a coil formed by winding a thin metal wire has an insulating material that coats the surface of the thin metal wire. For this reason, the fine metal wires cannot be brought into direct contact with the side surfaces of the cylindrical bonded magnet. Moreover, the operation | work which removes the insulating material which coats the surface of a metal fine wire was complicated. However, according to the metal plate of the present invention, since there is no coating with an insulating material, the inner wall surface of the through hole of the metal plate and the side surface of the cylindrical bond magnet can be brought into direct contact.
着磁すべき円柱状ボンド磁石は、絶縁性を有することが好ましい。円柱状ボンド磁石が絶縁性であることにより、円柱状ボンド磁石の側面が金属板の磁石挿入孔内の内壁と接する構成をとっても、金属板同士が円柱状ボンド磁石を介して導通することがない。そのため、円柱状ボンド磁石を介しての導通を回避する他の絶縁性材料を必要とすることなく、円柱状ボンド磁石を金属板で直接に着磁することができる。 The cylindrical bond magnet to be magnetized is preferably insulating. Since the cylindrical bonded magnet is insulative, the metal plates do not conduct through the cylindrical bonded magnet even when the side surfaces of the cylindrical bonded magnet are in contact with the inner wall of the metal plate magnet insertion hole. . Therefore, the columnar bond magnet can be directly magnetized with the metal plate without requiring another insulating material that avoids conduction through the columnar bond magnet.
特に、絶縁性の円柱状ボンド磁石は、SmFeN系の磁性材料により作製されたボンド磁石であることが好ましい。SmFeN系の磁性材料は、高い絶縁性を有するので好適に利用することができる。 In particular, the insulating columnar bonded magnet is preferably a bonded magnet made of an SmFeN-based magnetic material. Since the SmFeN-based magnetic material has high insulating properties, it can be suitably used.
本発明にかかる着磁コイルの製造方法は、以下に説明する工程を含む。まず、複数の金属板と、それらの金属板の間に介される複数の絶縁性の板材を交互に重ねて円柱状の積層体を形成する。なお、金属板および絶縁性の板材の形状は、円盤状、楕円状、多角形状など種々の形状を選択することができるが、円柱状ボンド磁石の周方向に均一な磁力で着磁させることを考慮して、円盤状とすることが好ましい。 The manufacturing method of the magnetized coil concerning this invention includes the process demonstrated below. First, a plurality of metal plates and a plurality of insulating plate materials interposed between the metal plates are alternately stacked to form a cylindrical laminate. The metal plate and the insulating plate material can be selected from various shapes such as a disc shape, an ellipse shape, and a polygonal shape. However, the metal plate and the insulating plate material can be magnetized with a uniform magnetic force in the circumferential direction of the cylindrical bond magnet. Considering this, it is preferable to use a disk shape.
次に、この円柱状の積層体の側面の一部を、円柱状の積層体の周縁部から中心部まで切削して、円柱状の積層体の側面の一部に溝を形成する。なお、この溝は、金属板および絶縁性の板材については切り欠き部として形成されている。また、本発明の製造方法においては、金属板および絶縁性の板材の両方に切り欠き部を形成したが、本発明の着磁コイルにおいては、絶縁性の板材にまで切り欠き部を設ける必要はなく、少なくとも金属板に切り欠き部を設けていれば、着磁コイルとしての機能を果たすことができる。 Next, a part of the side surface of the cylindrical laminated body is cut from the peripheral part to the center part of the cylindrical laminated body to form a groove in a part of the side surface of the cylindrical laminated body. In addition, this groove | channel is formed as a notch part about a metal plate and an insulating board | plate material. Further, in the manufacturing method of the present invention, the notch portion is formed in both the metal plate and the insulating plate material. However, in the magnetized coil of the present invention, it is necessary to provide the notch portion in the insulating plate material. However, if at least a notch is provided in the metal plate, the function as a magnetized coil can be achieved.
そして、積層体の溝に絶縁性部材を配置する。この絶縁性部材の配置は、絶縁性接着剤を溝に流し込んで硬化することによりなされてもよいし、溝に嵌合する絶縁性の板材を積層体の溝に挿入することによりなされてもよい。 And an insulating member is arrange | positioned in the groove | channel of a laminated body. The insulating member may be arranged by pouring an insulating adhesive into the groove and curing it, or by inserting an insulating plate member that fits into the groove into the groove of the laminate. .
そして、金属板の切り欠き部の上端を、それぞれ絶縁性の板材を介して隣り合う別の金属板の切り欠き部の上端に電気的に接続する。この電気的な接続は、半田や導電性ワイヤによって行うことができる。 And the upper end of the notch part of a metal plate is electrically connected to the upper end of the notch part of another adjacent metal plate via an insulating board material, respectively. This electrical connection can be made by solder or a conductive wire.
そして、上記の積層体を、向かい合う両側面に穴が設けられたプラスチックケースのような、内部に空洞が設けられた支持体内に配置して、その支持体の両側面の穴から積層体の両端を突出させた後、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂のような絶縁性接着剤で上記の積層体を固定する。 Then, the laminate is disposed in a support body having a cavity inside, such as a plastic case having holes provided on both side surfaces facing each other. Then, the laminate is fixed with an insulating adhesive such as a silicone resin or an epoxy resin.
最後に、上記積層体の両端から円柱状の積層体の中心部に、円柱状ボンド磁石がぎりぎりで挿入できる程度の大きさおよび形状で、円柱状の積層体の軸方向に沿ってドリルのような工具で切削することにより貫通孔を形成して、この貫通孔を、円柱状ボンド磁石を挿入するための磁石挿入孔とする。なお、この貫通孔は、金属板および絶縁性の板材に対して重ね合わす前に予め形成させておいてもよいが、それぞれの貫通孔の位置合わせの困難性を考慮すると、積層後に金属板および絶縁性の板材に対して纏めて貫通孔を形成することが好ましい。また、貫通孔は、円柱状の積層体の中心部、すなわち、積層体の側面に形成された溝の底部に沿って形成されており、貫通孔の内壁面の一部が、金属板および絶縁性の板材に形成された切り欠き部に接続されている。これにより、金属板の切り欠き部を通じて電流が流れることなく、金属板の貫通孔の円周に沿って電流が流れる。この電流によって発生した磁力により、円柱状ボンド磁石を着磁することができる。 Finally, it is like a drill along the axial direction of the cylindrical laminate, with a size and shape that allows the cylindrical bond magnet to be inserted at the edge from the both ends of the laminate to the center of the cylindrical laminate. A through-hole is formed by cutting with a simple tool, and this through-hole is used as a magnet insertion hole for inserting a cylindrical bonded magnet. The through holes may be formed in advance before being superimposed on the metal plate and the insulating plate material. However, considering the difficulty in positioning the through holes, the metal plate and It is preferable to form the through holes collectively for the insulating plate material. The through hole is formed along the center of the cylindrical laminate, that is, along the bottom of the groove formed on the side surface of the laminate, and a part of the inner wall surface of the through hole is formed between the metal plate and the insulation. Connected to a notch formed in the sheet material. Thereby, an electric current flows along the periphery of the through-hole of a metal plate, without an electric current flowing through the notch part of a metal plate. The columnar bonded magnet can be magnetized by the magnetic force generated by this current.
以下、図面を参照しながら、本発明にかかる着磁コイルおよびその製造方法について詳述する。 Hereinafter, a magnetized coil and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明で着磁する対象である円柱状ボンド磁石の斜視図である。この円柱状ボンド磁石は、射出成形機による単一の成形工程によって形成される。すなわち、まず、射出成形機のキャビティへの樹脂と磁性材料からなるコンパウンドを充填する工程と、次に、磁性材料を配向させながらコンパウンド中の樹脂を固化させる工程と、最後に、成形体である円柱状ボンド磁石をキャビティから取り出す工程によって形成される。そのため、このような射出成形によって形成される円柱状ボンド磁石は、磁極と隣の磁極との間に継ぎ目が無い単一の成形体となる。 FIG. 1 is a perspective view of a columnar bonded magnet that is an object to be magnetized in the present invention. The cylindrical bonded magnet is formed by a single molding process using an injection molding machine. That is, first, a step of filling a compound made of resin and magnetic material into a cavity of an injection molding machine, next, a step of solidifying the resin in the compound while orienting the magnetic material, and finally, a molded body It is formed by the step of taking out the cylindrical bonded magnet from the cavity. Therefore, the cylindrical bonded magnet formed by such injection molding becomes a single molded body without a joint between the magnetic pole and the adjacent magnetic pole.
磁性材料は、異方性または等方性の磁性粉末を利用することができる。例えば、異方性磁性粉末としては、フェライト系、SmCo系、NdFeB系、SmFeN系が挙げられる。等方性磁性粉末としては、SmCo系、NdFeB系などが挙げられる。磁力の強い円柱状ボンド磁石を形成する必要がある場合には、異方性磁性粉末を用いることが好ましく、特に、成形性を考慮するとSmFeN系が好ましい。これは、異方性磁性粉末は、配向の際に印加される磁場によって、磁化方向が非常に揃い易く、結果的に円柱状ボンド磁石の磁力が強くなるためである。成形性の優れる材料は、配向もしやすい。上記の磁性粉末は、一種単独でも二種以上を混合物として使用しても使用可能である。また必要に応じて耐酸化処理やカップリング処理を施しても良い。 An anisotropic or isotropic magnetic powder can be used as the magnetic material. For example, examples of anisotropic magnetic powder include ferrite, SmCo, NdFeB, and SmFeN. Examples of the isotropic magnetic powder include SmCo type and NdFeB type. When it is necessary to form a columnar bonded magnet having a strong magnetic force, it is preferable to use anisotropic magnetic powder, and SmFeN system is particularly preferable in view of moldability. This is because anisotropic magnetic powder is very easily aligned in magnetization direction due to a magnetic field applied during orientation, and as a result, the magnetic force of the cylindrical bond magnet is increased. A material with excellent moldability is also easily oriented. The above magnetic powders can be used singly or in combination of two or more. Moreover, you may perform an oxidation-resistant process and a coupling process as needed.
図2は、図1に示される円柱状ボンド磁石を着磁するために従来から用いられている着磁コイルを、円柱状ボンド磁石の軸方向に対応する方向に分解した状態の斜視図である。この着磁コイルを作製するには、まず、専用の治具を用いて、巻回方向が異なる2種類のコイル(右巻きコイル、左巻きコイル)を作製する。次に、「右巻きコイル、絶縁性の板材、左巻きコイル」の順番になるように、これらを絶縁性の空芯棒104に通し、コイル部分の幅を決める為のスペーサを入れる。着磁コイルの端部を万力で軽く挟んでコイルの両端を引っ張って巻きの弛みをとり、更に万力で挟んで固定してコイルの両端を接合した後、接着剤等で全体を仮止めする。最後に、これをプラスチックケースに入れ、全体をエポキシ樹脂に封入して完成させる。 FIG. 2 is a perspective view of a state in which a magnetizing coil conventionally used for magnetizing the cylindrical bonded magnet shown in FIG. 1 is disassembled in a direction corresponding to the axial direction of the cylindrical bonded magnet. . In order to produce this magnetized coil, first, two types of coils (right-handed coil and left-handed coil) having different winding directions are produced using a dedicated jig. Next, these are passed through the insulating air core rod 104 in the order of “right-handed coil, insulating plate material, left-handed coil”, and a spacer for determining the width of the coil portion is inserted. Hold the end of the magnetized coil lightly with a vise and pull both ends of the coil to remove the slack of the winding. To do. Finally, this is put in a plastic case, and the whole is enclosed in an epoxy resin and completed.
この着磁コイルを着磁器に接続し、空芯棒104の磁石挿入孔に円柱状ボンド磁石を挿入して着磁する。しかし、この作製方法では、巻回された複数の金属細線により構成されたコイルにおいて、金属細線の巻回方向に垂直な方向へのズレが出来てしまう。そのため、金属細線の巻回方向に垂直な方向は、円柱状ボンド磁石の軸方向に対応しており、このようなコイルで着磁された円柱状ボンド磁石は、着磁前と後とで、軸方向に形成された磁極のズレが生じてしまう。また、断面が四角形の金属細線(角線)を用いてズレの少ない着磁コイルを作製可能であるが、金属細線を巻回させて構成しているコイルである以上、磁極のズレが生じてしまう。 This magnetized coil is connected to a magnetizer, and a columnar bond magnet is inserted into the magnet insertion hole of the air core rod 104 and magnetized. However, in this manufacturing method, in a coil constituted by a plurality of wound thin metal wires, a shift in a direction perpendicular to the winding direction of the thin metal wires can be made. Therefore, the direction perpendicular to the winding direction of the thin metal wire corresponds to the axial direction of the cylindrical bond magnet, and the cylindrical bond magnet magnetized with such a coil is before and after magnetization, Deviation of the magnetic poles formed in the axial direction occurs. In addition, it is possible to produce a magnetized coil with little deviation by using a metal thin wire (square wire) having a square cross section. However, as long as the coil is formed by winding a metal thin wire, the magnetic pole is misaligned. End up.
図3は、本発明の着磁コイルを分解した状態の斜面図である。本発明にかかる着磁コイルを構成する金属板108は、図3に示すように金属板108の中心部から周縁部にかけて一箇所だけ欠損された切り欠き部105を有しており、この切り欠き部105の片側の上端を、絶縁性の板材109を介して隣り合う金属板108の切り欠き部105の片側の上端へ導電性ワイヤ106で接続する構造となっている。この構造は、コイルを1巻ずつ逆方向に巻く構造と等価な構造であり、金属細線が乱雑に重なったコイルと異なり、絶縁性の板材109と金属板108が平面で重なるため、これらの厚みだけで着磁による磁極位置の精度が決まる。 FIG. 3 is a perspective view of the magnetized coil of the present invention in an exploded state. As shown in FIG. 3, the metal plate 108 constituting the magnetized coil according to the present invention has a cutout portion 105 that is cut out only at one place from the center portion to the peripheral portion of the metal plate 108. The upper end on one side of the portion 105 is connected to the upper end on one side of the notch portion 105 of the adjacent metal plate 108 via an insulating plate 109 with a conductive wire 106. This structure is equivalent to a structure in which the coil is wound in the reverse direction one by one. Unlike the coil in which the thin metal wires are randomly overlapped, the insulating plate 109 and the metal plate 108 are overlapped in a plane. The magnetic pole position accuracy due to magnetization is determined only by this.
この着磁コイルは、図1に示される磁極のパターンと同じ着磁パターンで円柱状ボンド磁石101を着磁するためのものである。従来の着磁コイルと本発明の大きな違いは、図2に示されたコイル102が、図3に示された金属板108に変更された点である。これにより、絶縁性の板材109と金属板108の厚みだけで着磁の間隔が決まる。そのため、一般的な金属細線によるコイルを用いて着磁コイルを作製した場合と比較して、着磁の精度が高い着磁コイルが容易に作製できる。つまり、金属細線を巻回してコイルを形成した着磁コイルと異なり、本発明は、円柱状ボンド磁石の軸方向に対応する方向へのズレを低減できる。そのため、本発明は、円柱状ボンド磁石の磁極間の距離により決められたピッチで、正確に円柱状ボンド磁石を着磁することができる。また、着磁コイルの作製において、一番煩雑な金属細線を巻く作業を省略することができるため、着磁コイルの製造が容易となる。
This magnetizing coil is for magnetizing the cylindrical bonded
金属板108に用いる金属としては、抵抗率が低い素材であれば何でも良く、銅、銀、金、アルミニウムなどが好ましい。特に、電気伝導性を考慮して、銅が好ましい。 The metal used for the metal plate 108 may be anything as long as it has a low resistivity, and copper, silver, gold, aluminum and the like are preferable. In particular, copper is preferable in consideration of electrical conductivity.
絶縁性の板材109の材料としては、絶縁性、強度および耐熱性が高い材料が好ましい。例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂などのような熱硬化性樹脂や熱硬化性ポリイミドから選択することができる。また、磁器も利用することができる。絶縁性の板材109の材料としては、絶縁性、強度および耐熱性を兼ね備えた材料として、特に、フェノール樹脂(ベークライト)を好適に利用することができる。 As a material of the insulating plate material 109, a material having high insulation, strength, and heat resistance is preferable. For example, it can be selected from thermosetting resins such as phenol resin, melamine resin, epoxy resin, urea resin, alkyd resin, and thermosetting polyimide. Also, porcelain can be used. As a material of the insulating plate material 109, a phenol resin (bakelite) can be particularly preferably used as a material having insulation, strength and heat resistance.
図9は、図1に示される円柱状ボンド磁石101の側面の軸方向(A−A’)における磁束密度の分布を示す特性図である。また、図10は、図9に示される特性図のうち、一部を拡大して示す図である。ここでは、内径が5.0mm、長さが30mmの大きさの円柱状ボンド磁石(磁極のピッチが5.0mm)を用いて、その中央付近15mmの範囲(円柱状ボンド磁石の中心から軸方向に沿った左右にそれぞれ7.5mmの範囲)内での測定を行った。着磁前の円柱状ボンド磁石は、射出成形時における配向用磁石の配置により軸方向に多極磁化されている。そのため、軸方向に沿って磁束密度を測定すると、図9に示されるように、その表面磁束の分布は正弦曲線となる。図1で示した円柱状ボンド磁石の場合、磁極が5mmピッチで現れ、5mmピッチで磁束密度がゼロになるため、着磁後の磁束密度の分布もこれに沿った形になるはずである。しかし、図9および10に示すように、「本発明の着磁コイルで着磁(実施例1)、従来の着磁コイルで着磁(比較例1)、着磁前(参考例)」の3つを比較すると、比較例1および参考例は、正弦波の端で磁束密度がゼロにならず、一方、実施例1では正弦波の端で磁束密度がゼロになる。これにより、本発明の着磁コイルは、従来の着磁コイルと比較して、着磁による磁極のズレが少なくなることが分かる。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the distribution of magnetic flux density in the axial direction (A-A ′) of the side surface of the cylindrical bonded
図4乃至8は、本発明の着磁コイルの製造方法を示す図である。まず、図4に示されるように、複数の金属板110と複数の絶縁性の板材111とを交互に挟み、図4のような円柱状の積層体を作成する。図5に示されるように、この積層体の側面の一部を周縁部から中心部まで切削して溝112を形成した後、この溝112に図5のような絶縁性の板材113を挿入して、エポキシ樹脂のような絶縁性の接着剤で固定する。次に、図6に示されるように、金属板110の切り欠き部の上端部を交互に、半田や導電性ワイヤ114で接続する。図7に示すように、円柱状の積層体の両方の端面が突出するように、向かい合う二つの側面に穴が設けられた支持体115であるプラスチックケースに入れ、広がらないように着磁コイルの端部を万力で軽く挟んで固定した後、プラスチックケース内に収納された積層体の全体が被覆されるように、プラスチックケースと積層体との隙間にエポキシ樹脂からなる充填材117を封入する。最後に、図7に示されるように、積層体の中心部に円柱状ボンド磁石がぎりぎりで挿入できる大きさの磁石挿入孔118をドリル116で切削して、図8に示されるように着磁コイルを完成させる。
4 to 8 are views showing a method of manufacturing a magnetized coil according to the present invention. First, as shown in FIG. 4, a plurality of
このようにして作製した場合、円柱状ボンド磁石を挿入するための貫通孔118の内面は、金属板110が露出された状態であり、金属板110は絶縁性材料によってコーティングされていない。一方、着磁される円柱状ボンド磁石は、抵抗率の高いSmFeN系の磁性材料からなる略絶縁性のボンド磁石である。そのため、着磁するための金属板に流れる電流が磁石側に流れて短絡することがないので、N極とS極とを交互に着磁することができ、本発明の積層体を着磁コイルとして機能させることができる。また、電流が流れるコイルと着磁される円柱状ボンド磁石との距離が小さいほど、着磁される磁場は大きくなる。本発明の場合、電流が流れる金属板110と円柱状ボンド磁石が直に接する。そのため、本発明の着磁コイルは、着磁の際に磁石にかかる磁場が最大となり、着磁される磁場を強くすることができる。
When manufactured in this manner, the inner surface of the through-
本発明の着磁コイルの構造は、金属板が一枚一枚積層されて構成されているので、実質的にコイルが1巻の場合と同じである。そのため、着磁される磁場をより高くすることが求められる。これは、着磁される磁場の大きさが、コイルの巻き数と電流値をかけた値となるからである。本発明において、金属板108と絶縁性の板材109の厚みを薄くすることで、着磁される磁場の強さを大きくすることができる。これは、例えば一枚の金属板を5つに分割する場合、分割された5枚の薄い金属板を1本の導電性ワイヤで接続する構造にすることで、電流が流れる金属板を5つに増やすことができるからである。言い換えれば、金属細線から構成されたコイルを1巻から5巻に増やしたことと等価であるからである。 Since the structure of the magnetized coil of the present invention is configured by laminating the metal plates one by one, it is substantially the same as the case of one coil. Therefore, it is required to increase the magnetized magnetic field. This is because the magnitude of the magnetized magnetic field is a value obtained by multiplying the number of turns of the coil and the current value. In the present invention, the strength of the magnetized magnetic field can be increased by reducing the thicknesses of the metal plate 108 and the insulating plate material 109. This is because, for example, when a single metal plate is divided into five pieces, five thin metal plates are connected by one conductive wire, so that five metal plates through which a current flows are connected. This is because it can be increased. In other words, it is equivalent to increasing the number of coils made of fine metal wires from one to five.
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は、以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。 Examples according to the present invention will be described in detail below. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples.
(金属板を用いた着磁コイルによる着磁)
図4乃至8は、本実施例の着磁コイルの製造方法を示す図である。金属板には、内径が30mmの銅丸棒(C1100)を、絶縁性の板材には内径が30mmのベークライト丸棒を用い、それぞれ銅丸棒を厚さ3mm、ベークライト丸棒を厚さ2mm(両端のみ10mm)に加工したものを組合せ、金属板と絶縁性の板材とを積層させて構成した着磁コイルを作製した。
(Magnetization with magnetized coil using metal plate)
4 to 8 are diagrams showing a method of manufacturing a magnetized coil according to this embodiment. A copper round bar (C1100) with an inner diameter of 30 mm is used for the metal plate, and a bakelite round bar with an inner diameter of 30 mm is used for the insulating plate material. The copper round bar has a thickness of 3 mm and the bakelite round bar has a thickness of 2 mm ( A magnetized coil constituted by laminating a metal plate and an insulative plate material was fabricated by combining those processed into only 10 mm at both ends.
この着磁コイルの磁石挿入孔に、外径が5.0mm、長さが30mmの大きさの円柱状ボンド磁石(磁極のピッチが5.0mm)をセットし、配向にあわせて500μF、2.0kV(12.6kA)の条件のパルス電流を通電して着磁を行った。着磁後、図1に示される円柱状ボンド磁石側面の軸方向(A−A’)の中央付近の15mmの範囲における磁束密度を測定した。
<比較例1>
(コイルを用いた着磁コイルによる着磁)
図2は、図1に示される円柱状ボンド磁石を着磁するために従来から用いられている着磁コイルを、円柱状ボンド磁石の軸方向に対応する方向に分解した状態の斜視図である。図2に示されるように、着磁コイルを作製する。本比較例では、線径が1mmのコイル(ガラス巻き銅線)を用いて作製した着磁コイルを作製した。これに上記実施例1と同じ大きさの円柱状ボンド磁石をセットし、配向にあわせて500μF、2.0kV(6.8kA)の条件のパルス電流を通電して着磁を行った。着磁後、図1に示される円柱状ボンド磁石側面の軸方向(A−A’)の中央付近15mmの範囲内における磁束密度を測定した。
<参考例>
(着磁前の円柱状ボンド磁石)
着磁前の、上記実施例1と同じ大きさの円柱状ボンド磁石側面の軸方向(A−A’)の中央付近15mmの範囲内における磁束密度を測定した。
(表面磁束密度の比較)
図9は、図1に示される円柱状ボンド磁石101の側面の軸方向(A−A’)の中央付近15mmの範囲内における磁束密度の分布を示す特性図である。また、図10は、図9に示される特性図のうち、位置が15mm付近の一部を拡大して示す図である。
A cylindrical bonded magnet (magnetic pole pitch is 5.0 mm) having an outer diameter of 5.0 mm and a length of 30 mm is set in the magnet insertion hole of the magnetized coil, and 500 μF according to the orientation. Magnetization was performed by applying a pulse current of 0 kV (12.6 kA). After magnetization, the magnetic flux density in a 15 mm range near the center in the axial direction (AA ′) of the side surface of the cylindrical bonded magnet shown in FIG. 1 was measured.
<Comparative Example 1>
(Magnetization with magnetized coil using coil)
FIG. 2 is a perspective view of a state in which a magnetizing coil conventionally used for magnetizing the cylindrical bonded magnet shown in FIG. 1 is disassembled in a direction corresponding to the axial direction of the cylindrical bonded magnet. . As shown in FIG. 2, a magnetized coil is produced. In this comparative example, a magnetized coil produced using a coil (glass-wrapped copper wire) having a wire diameter of 1 mm was produced. A cylindrical bonded magnet having the same size as in Example 1 was set on this, and magnetized by applying a pulse current of 500 μF and 2.0 kV (6.8 kA) in accordance with the orientation. After magnetization, the magnetic flux density was measured within a range of 15 mm near the center in the axial direction (AA ′) of the side surface of the cylindrical bonded magnet shown in FIG.
<Reference example>
(Cylindrical bonded magnet before magnetization)
Before magnetization, the magnetic flux density was measured within a range of 15 mm in the vicinity of the center in the axial direction (AA ′) of the side surface of the cylindrical bonded magnet having the same size as in Example 1.
(Comparison of surface magnetic flux density)
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the distribution of magnetic flux density within a range of 15 mm near the center in the axial direction (AA ′) of the side surface of the cylindrical bonded
上記実施例1、比較例1および参考例の3つの円柱状ボンド磁石の表面磁束密度分布を、図9および10に示すようにグラフ化して比較した。図10の拡大したグラフを見ると、本発明にかかる実施例1の着磁コイルを用いて着磁した円柱状ボンド磁石は、比較例と比べて、磁束密度分布グラフの正弦波の端が、磁束密度の測定範囲の端(位置目盛りが15mmのところ)、つまり、着磁前の円柱状ボンド磁石の5mm間隔の磁極の予定位置に一番正確に来ている。これにより、着磁を予定していた磁極が5mm間隔の円柱状ボンド磁石として最も磁極ズレが少ないことが分かる。 The surface magnetic flux density distributions of the three columnar bonded magnets of Example 1, Comparative Example 1, and Reference Example were graphed and compared as shown in FIGS. When the enlarged graph of FIG. 10 is seen, the end of the sine wave of the magnetic flux density distribution graph of the columnar bond magnet magnetized using the magnetizing coil of Example 1 according to the present invention is as follows: It is most accurately at the end of the measurement range of the magnetic flux density (when the position scale is 15 mm), that is, at the predetermined position of the magnetic poles at intervals of 5 mm of the cylindrical bonded magnet before magnetization. As a result, it can be seen that the magnetic poles that were scheduled to be magnetized have the least magnetic pole misalignment as a cylindrical bonded magnet with an interval of 5 mm.
以上の結果から、本発明の着磁コイルは、着磁による磁極のズレを少なくすることができる。 From the above results, the magnetized coil of the present invention can reduce the deviation of magnetic poles due to magnetization.
本発明の着磁コイルは、シャフトモータの部品として用いられる円柱状ボンド磁石を着磁するための着磁コイルとして利用することができる。 The magnetizing coil of the present invention can be used as a magnetizing coil for magnetizing a cylindrical bonded magnet used as a part of a shaft motor.
101・・・円柱状ボンド磁石、102・・・コイル、103・・・絶縁性の板材、104・・・空芯棒、105、112・・・切り欠き部、106、114・・・導電性ワイヤ、107、118・・・磁石挿入孔、108、110・・・金属板、109、111、113・・・絶縁性の板材、115・・・支持体、116・・・ドリル、117・・・充填材。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記着磁コイルは、周縁部から中心部にかけて欠損された切り欠き部を有する複数の金属板と、その金属板の間に介在される絶縁性の板材とが、着磁すべき円柱状ボンド磁石の磁極間の距離により決定される幅で重ねられた積層体からなり、
前記金属板の切り欠き部の上端が、それぞれ前記絶縁性の板材を介して隣り合う別の金属板の切り欠き部の上端に電気的に接続されており、
前記金属板および絶縁性の板材は、それぞれの中心部に、前記円柱状ボンド磁石が挿入できる大きさの貫通孔を有し、その貫通孔の一部が前記切り欠き部に接続されていることを特徴とする着磁コイル。 In a magnetizing coil for magnetizing a cylindrical bonded magnet in which N and S poles are alternately magnetized in the axial direction,
The magnetizing coil includes a plurality of metal plates each having a notch that is missing from a peripheral portion to a center portion, and an insulating plate interposed between the metal plates. It consists of a layered body with a width determined by the distance between,
The upper end of the notch portion of the metal plate is electrically connected to the upper end of the notch portion of another metal plate adjacent to each other through the insulating plate material,
Each of the metal plate and the insulating plate material has a through hole of a size that allows the cylindrical bonded magnet to be inserted in each center portion, and a part of the through hole is connected to the notch portion. Magnetized coil characterized by.
複数の金属板と、それらの金属板の間に介在される絶縁性の板材とを重ねて積層体を形成する第一の工程と、
前記積層体の側面の一部から前記積層体の中心部まで切削することにより、前記金属板および絶縁性の板材に切り欠き部を形成する第二の工程と、
前記切り欠き部に絶縁性部材を配置する第三の工程と、
前記金属板の切り欠き部の上端を、それぞれ前記絶縁性の板材を介して隣り合う別の金属板の切り欠き部の上端に電気的に接続する第四の工程と、
前記積層体を、その両端が突出するように支持体に固定した後、前記円柱状ボンド磁石を挿入する貫通孔を、その内壁の一部が前記切り欠き部に接続するように、前記積層体の軸方向に沿った中心部に形成する第五の工程と、を有することを特徴とする着磁コイルの製造方法。 A method for manufacturing a magnetized coil according to any one of claims 1 to 4,
A first step of forming a laminate by stacking a plurality of metal plates and an insulating plate material interposed between the metal plates;
A second step of forming a notch in the metal plate and the insulating plate material by cutting from a part of the side surface of the laminate to the center of the laminate;
A third step of disposing an insulating member in the notch,
A fourth step of electrically connecting the upper end of the notch portion of the metal plate to the upper end of a notch portion of another metal plate adjacent to each other via the insulating plate material;
After the laminate is fixed to the support so that both ends thereof protrude, the through-hole into which the cylindrical bond magnet is inserted is connected to the notch so that a part of the inner wall is connected to the notch. And a fifth step of forming the central portion along the axial direction of the magnetic coil.
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